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第一部分:EDA技术综述
一、发展历程:
EDA技术随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展,经历了一个由浅到深的过程。20世纪70年代,随着中小规模集成电路的开发应用,传统的手工制图设计印制电路板和集成电路的方法已无法满足设计精度和效率的要求,因此工程师开始进行二维平面图形的计算机辅助设计,以便解脱繁杂、机械的版图设计工作,这就是第一代的EDA工具。
到了80年代,为了适应电子产品在规模和制作上的需要,应运出现了以计算机仿真和自动布线为核心技术的第二代EDA技术,其特点是以软件工具为核心,通过这些软件完成产品开发的设计、分析、仿真、测试等各项工作。
90年代后,EDA技术继续发展,出现了以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术,通常也称为ESDA(Electronic System Design Automation)阶段。在这个阶段,人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化,可以从繁重的设计工作中彻底解放出来,把精力集中在创造性的方案与概念构思上,从而可以提高设计效率,缩短产品的研制周期。
EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可靠性,减轻了设计者的劳动强度。
二、EDA常用软件
EDA工具层出不穷,目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:EWB、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIlogic、Cadence、MicroSim等等。这些工具都有较强的功能,一般可用于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真,同时以可以进行PCB自动布局布线,可输出多种网表文件与第三方软件接口。下面按主要功能或主要应用场合,分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件,进行简单介绍。
1、电子电路设计与仿真工具
电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE;EWB;MATLAB;System View;MMICAD等。下面简单介绍前三个软件。
(1)SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) 是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。1984年,美国MicroSim公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE(Personal—SPICE)。,可以说在同类产品中,它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件,在国内普遍使用。。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真结果,并可以自行建立元器件及元器件库。
(2)EWB(Electronic Workbench)软件  
EWB是Interactive Image Technologies Ltd 在20世纪90年代初推出的电路仿真软件。,相对于其它EDA软件,它是较小巧的软件(只有16MB)。但它对模数电路的混合仿真功能却十分强大,几乎100%地仿真出真实电路的结果,并且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器和电压表、电流表等仪器仪表。它的界面直观,易学易用。它的很多功能模仿了SPICE的设计,但分析功能比PSPICE稍少一些。
(3)MATLAB产品族   
它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功能。
MATLAB产品族具有下列功能:数据分析;数值和符号计算;工程与科学绘图;控制系统设计;数字图像信号处理;财务工程;建模、仿真、原型开发;应用开发;图形用户界面设计等。MATLAB产品族被广泛地应用于信号与图像处理、控制系统设计、通讯系统仿真等诸多领域。开放式的结构使MATLAB产品族很容易针对特定的需求进行扩充,从而在不断深化对问题的认识同时,提高自身的竞争力。
2、PCB设计软件
PCB(Printed—Circuit Board)设计软件种类很多,如Protel; O